KR102348465B1 - 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법 - Google Patents

선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박에 구비된 연소장치에서 발생되는 배기가스를 정화시키는 정화장치를 동작시키기 위한 보조장치를 공동으로 사용함으로써, 선박내 공간의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 CAPEX를 절감시킬 수 있는, 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 정화시키기 위한 정화 장치; 및 상기 정화 장치를 동작시키기 위해 설치된 보조장치를 포함하고, 상기 보조장치는 중화제 공급 장치, 수 처리 장치 및 배출수 모니터링 장치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 정화 장치는 복수개이고, 상기 보조장치를 공동으로 사용하는, 배기가스 정화 시스템이 제공된다.

Description

선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PURIFYING EXHAUST GAS OF SHIP}
본 발명은 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 구비된 연소장치에서 발생되는 배기가스를 정화시키는 정화장치를 동작시키기 위한 보조장치를 공동으로 사용함으로써, 선박내 공간의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 CAPEX를 절감시킬 수 있는, 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 화석연료를 연소하여 동력을 생성한다. 이때, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 미세분진(PM) 등의 유해물질을 포함하고 있으며, 이로 인해, 배기가스를 그대로 배출할 경우 대기오염을 초래할 수 있다. 선박의 배기가스에 포함되어 있는 황산화물(SOx) 및 실소산화물(NOx)은 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에 의해 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기오염물질이다.
이러한 이유로, 선박의 대기오염에 대한 환경규제가 강화되고 있으며, 각종 규제를 만족시키기 위해 배기가스를 정화시키기 위한 다양한 배기가스 정화 장치가 적용되고 있다.
대기오염에 관한 환경규제 중 해양 배기가스 배출통제지역(ECA; Emission Control Area)의 운항 및 정박 시 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 황산화물을 0.1% 이하로 규정하는 규제가 발효되어 있으며, 황산화물의 제거를 위해 일반적으로 습식 스크러버(wet scrubber)가 사용되고 있다.
습식 스크러버는 해수, 청수 또는 알칼리 용액과 배기가스를 기액 접촉하여 황산화물을 제거한다.
황산화물(SOx) 스크러버(Scrubber)는 연료소모 장비/장치들이 상대적으로 고가인 황 함유량이 낮은 연료오일 대신 저가의 고유황유(예를 들면, Heavy Fuel Oil) 사용시 SECA(SOx Emission Control Area)에서 규제치를 만족시키기 위해 SOx 배출 감소를 목적으로 배기가스를 세척하여 불순물 제거하여 정제하는 장치이고, 배기가스 재순환(EGR: Exhaust Gas Recirculation) 시스템은 질소산화물(NOx) 배출 감소를 목적으로 배기가스를 스크러빙후 메인 엔진으로 강재 순환시키는 장치이며, 밸러스트 수 처리 시스템(BWTS : Ballast Water Treatment system)은 평형수 수 처리하는 장치이다.
상술된 황산화물 스크러버, 배기가스 재순환 유닛 및 밸러스트 수 처리 시스템은 각 장치를 구동하기 위한 보조장치들이 필요하다. 즉, 황산화물 스크러버의 구동하기 위한 보조장치는 SOx 세척수용 펌프, SOx 세척수용 펌프, 수 처리 장치 및 중화제 공급 장치 등이고, 배기가스 재순환 유닛을 구동하기 위한 보조장치는 수 처리 장치, 중화제(NaOH) 공급 장치 및 리시빙 처리 유닛 등이며, 밸러스트 수 처리 시스템을 구동하기 위한 보조장치는 전기 분해 장치, 중화제 공급 장치 등이다.
배기가스를 정화시키기 위해 선박에 설치되는 황산화물 스크러버, 배기가스 재순환 유닛 및 밸러스트 수 처리 시스템은 각 장치별로 목적이 다르지만, 동일한 보조장치가 중복설치됨에 따라 선박내에 중복된 보조장치의 설치공간을 확보해야 할 뿐만 아니라, CAPEX를 증가시키는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제1391334호(2014.04.25)"배기가스 정화장치 및 이를 구비한 선박"
본 발명의 목적은, 선박에 구비된 연소장치에서 발생되는 배기가스를 정화시키는 정화장치를 동작시키기 위한 보조장치를 공동으로 사용함으로써, 선박내 공간의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 CAPEX를 절감시킬 수 있는, 선박의 배기가스 정화 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박의 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx) 또는 질소산화물(NOx)을 정화시키기 위한 정화 장치; 및 상기 정화 장치를 동작시키기 위해 설치된 보조장치를 포함하고, 상기 보조장치는 중화제 공급 장치, 수 처리 장치 및 배출수 모니터링 장치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 정화 장치는 복수개이고, 상기 보조장치를 공동으로 사용하는, 배기가스 정화 시스템이 제공된다.
상기 중화제 공급 장치는 상기 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 상기 선박에 구비된 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 선박에 구비된 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인과 각각 연결되어 중화제를 공급할 수 있다.
상기 수 처리 장치는 상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리할 수 있다.
상기 배출수 모니터링 장치는 상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인과 각각 연결되고, 상기 세척수 분기라인, 상기 밸러스트수 배출라인 및 상기 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링할 수 있다.
상기 세척수 배출라인과 상기 세척수 분기라인 사이에는 밸브가 설치되고, 상기 밸브를 조절하여 상기 스크러버에서 배출된 세척수를 선외로 배출시키거나 또는 상기 세척수 저장탱크로 보낼 수 있다.
상기 밸브는 상기 선박이 환경규제구역을 운항하거나 접안할 때 상기 스크러버에서 배출된 세척수를 상기 세척수 저장탱크로 보내지도록 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템은 상기 세척수 저장 탱크에 저장된 세척수 일부와, 상기 배기가스 재순환 유닛과 연결된 리시빙 처리 유닛을 거친 청수를 저장하는 버퍼 탱크의 청수 일부를 상기 수 처리 장치에 공급하기 위한 수 처리용 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 수 처리 장치는 상기 수 처리용 펌프를 통해 공급받은 공급수를 수 처리한 후 수 처리된 처리수를 선회로 배출시키고, 상기 공급수에서 처리수와 분리된 슬러지를 슬러지 탱크로 보낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템은 상기 스크러버에 해수를 공급하는 해수공급라인; 및 상기 세척수 저장탱크의 세척수 일부를 상기 해수공급라인에 합류시키기 위한 합류라인을 더 포함할 수 있다.
상기 합류라인에는 상기 세척수 저장탱크의 세척수 일부를 냉각시키기 위한 냉각용 펌프 및 냉각기가 설치될 수 있다.
상기 중화제 공급 장치는 상기 세척수 저장탱크 내부에, 또는 상기 세척수 저장탱크와 상기 냉각용 펌프 사이의 접점에 중화제를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템은 상기 배출수 모니터링 장치에 의해 모니터링되는 배출수들의 오염정도를 수신하는 IAS를 더 포함하고, 상기 IAS는 상기 배출수들의 오염 정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 상기 중화제 공급 장치에 의해 공급되는 중화제의 공급량을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인과 각각 연결되어 중화제를 공급하는 중화제 공급 장치; 상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리하는 수 처리 장치; 및 상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인과 각각 연결되고, 상기 세척수 분기라인, 상기 밸러스트수 배출라인 및 상기 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는 배출수 모니터링 장치를 구비한, 선박이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 선박에서의 배기가스 정화 방법으로서, 상기 선박의 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 상기 선박에 구비된 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 선박에 구비된 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인에 중화제를 공급하는 단계를 포함하는, 배기가스 정화 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 정화 방법은 상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 정화 방법은 상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 공급하는 단계는 상기 선박이 환경규제구역을 운항하거나 접안할 때 상기 세척수 저장탱크 내부, 상기 밸러스트 수 배출라인 및 상기 청수 재순환 라인에 중화제를 공급할 수 있다.
상기 수 처리하는 단계는 상기 세척수 저장 탱크의 세척수 일부와 상기 리시빙된 청수를 저장한 버퍼 탱크의 청수 일부를 수 처리용 펌프를 통해 공급받는 단계; 상기 공급받은 공급수를 수 처리하는 단계; 및 상기 수 처리하는 단계에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출시키고, 상기 공급수에서 처리수와 분리된 슬러지를 슬러지 탱크로 보내는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스 정화 방법은 상기 모니터링 단계 이후에, 상기 모니터링되는 배출수들의 오염정도를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 상기 배출수들의 오염정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 중화제 공급 장치에 의해 공급되는 중화제의 공급량을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 선박에 구비된 연소장치에서 발생되는 배기가스를 정화시키는 정화장치를 동작시키기 위한 보조장치를 공동으로 사용함으로써, 선박내 공간의 효율성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 CAPEX를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템은 선박에 구비된 연소장치(11, 12, 13, 14)에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx) 또는 질소산화물(NOx)을 정화시키기 위한 정화 장치를 동작시키기 위해 설치된 보조장치를 포함하여 구성된다.
보조장치는 중화제 공급 장치(20), 수 처리 장치(30) 및 배출수 모니터링 장치(40)를 포함하고, 정화 장치는 도 1에 도시된 스크러버(10), 밸러스트 수 처리 시스템(BWTS) 및 배기가스 재순환 유닛(60)을 포함하며, 선박에 설치되어 배기가스를 정화시키기 위한 장비를 포함할 수 있다. 정화 장치는 보조장치를 공동으로 사용할 수 있다.
먼저, 중화제 공급 장치(20)는 선박에 구비된 연소장치(11, 12, 13, 14)에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물을 제거하기 위한 스크러버(10)에 의해 배출되는 배출수를 저장하는 세척수 저장탱크(25)에 중화제를 공급한다.
상술된 연소장치는 선박의 추진용 엔진인 메인 엔진(11), 선박내 전력 공급을 위한 발전용 엔진(12) 및 복수의 보조 보일러(Aux. Boiler)(13, 14) 등을 포함하며, 연료의 연소과정에서 배기가스가 발생된다.
상술된 스크러버(10)는 선박이 황산화물 배출량에 대한 규제가 심한 황산화물 ECA 등의 지역을 운항할 때만 가동하는 장치이기 때문에, 황산화물 ECA 이외의 지역에서는 스크러버(10)를 휴면상태로 두고 수 처리와 관련된 수 처리 장치(30)를 포함하는 설비만 가동하는 방식으로 운용할 수 있으며, 또는 상황에 따라 연속적으로 불순물 관리를 하는 방식으로 운용할 수도 있다.
스크러버(10)에 의해 배기가스에 포함된 황산화물 및 분진 등의 오염물질이 제거된 상태이므로, 스크러버(10)의 배출관(L8)을 통해 배출되는 배기가스는 배기기준에 접합하게 되어 대기중에 그대로 배출할 수 있다. 배출관(L8)에는 대기중으로 배출되는 배기가스의 SOx를 모니터링할 수 있는 SOx 모니터링 유닛(17)이 설치될 수 있다.
상술된 스크러버(10)는 해수 공급용 펌프(P1)에 의해 해수를 공급받기 위한 해수공급라인(L1)과 연결되어 있다. 스크러버(10)는 해수공급라인(L1)에 의해 공급된 해수를 분무하여 배기가스에 포함된 황산화물을 세척하고 세척에 사용된 세척수를 선외로 배출시키거나, 세척수 배출라인(L2)을 거쳐 세척수 저장탱크(25)로 보낸다.
세척수 배출라인(L2)에는 세척수를 선외로 배출시키거나 또는 세척수 저장탱크(25)로 보내기 위해 밸브(B)가 설치된다. 밸브(B)는 3-way 밸브일 수 있다.
이러한 밸브(B)는 선박이 세척수 배출을 금지하는 환경규제구역을 운항중이거나 접안중일 때 스크러버(10)에서 배출된 세척수를 세척수 저장탱크(25)로 보내지도록 조절된다. 밸브(B)는 스크러버(10)의 동작을 제어하는 스크러버 판넬에 의해 제어될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상술된 중화제 공급 장치(20)는 세척수 저장 탱크(25) 뿐만 아니라, 선박에 구비된 밸러스트 수 처리 시스템(BWTS)에 의해 수 처리되어 밸러스트 수가 저장된 밸러스트 수 탱크(50)의 밸러스트 수를 선외로 배출시키기 위한 밸러스트 수 배출라인(L5)의 제 2 접점(C2)에 중화제를 공급하고, 배기가스 재순환 유닛(60)으로부터 배출되는 청수(Fresh water)를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환시키기 위한 청수 재순환 라인(L7)의 제 3 접점(53)에 중화제를 공급하는 통합형 중화제 공급 장치이다.
여기서는 제 1 내지 제 3 접점(C1, C2, C3)은 단일의 중화제 공급 장치(20)에 의해 중화제를 공급할 수 있는 위치로 정해짐에 따라 중화제 공급 장치(20)의 일원화가 용이하다.
특히, 제 1 접점(C1)은 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부를 상술된 해수공급라인(L1)에 합류시키기 위한 합류라인(L3)에 설치되며, 바람직하게는 냉각기(25) 및 냉각용 펌프(P2)를 거치기 전의 위치로 정해짐에 따라 중화제 공급 장치(20)의 일원화가 용이하다. 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부는 합류라인(L3)을 거쳐 해수공급라인(L1)에 합류되기 전에 냉각용 펌프(P2) 및 냉각기(25)를 거치기 때문에 스크러버(10)에 의해 온도 상승되었던 세척수를 냉각시켜 해수공급라인(L1)에 합류시킬 수 있다.
도 1에서는 제 1 접점(C1)에 중화제를 공급하는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 세척수 저장 탱크(25) 내부에 중화제를 공급하도록 구현할 수 있다. 이와 같이 제 1 접점(C1)에 공급되는 중화제로 인해 해수공급라인(L1)에 합류되는 세척수는 중화된 세척수로, 해수와 함께 스크러버(10)에 공급된다.
제 2 접점(C2)은 선박의 평형을 맞추기 위하여 밸러스트 수 탱크(50)에 저장된 밸러스트 수를 선외로 배출시키기 위한 밸러스트 수 배출라인(L5)의 임의 지점으로 도시하고 있지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 밸러스트 수 탱크(50) 내에 중화제를 공급하여 중화된 밸러스트 수가 밸러스트 수 배출라인(L5)을 거쳐 선외로 배출시킬 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 접점(C2)이 밸러스트 수 배출라인(L5)에 위치됨에 따라 중화제 공급 장치(20)의 일원화가 용이하다.
제 3 접점(C3)은 버퍼 탱크(67)에 저장된 청수 중 일부 청수를 재순환시키는 청수 재순환 라인(L7)에 위치됨에 따라 중화제 공급 장치(20)의 일원화가 용이하다. 제 3 접점(C3)은 청수 재순환 라인(L7)의 임의 지점으로 도시하고 있지만, 청수 재순환 라인(L7)이 아닌 버퍼 탱크(67) 내부, 또는 리시빙 처리 유닛(65)을 거친 청수를 버퍼 탱크(67)에 저장하기 전에 중화제를 공급하여 중화된 청수를 배기가스 재순환 유닛(60)에 재순환시킬 수 있다.
이와 같이 일원화가 용이한 중화제 공급 장치(20)를 통해 중화제(NaOH)를 투여하여 스크러버(10)에 사용된 세척수 일부와 밸러스트 수 탱크(50)에서 배출된 밸러스트 수가 각각 중화되어 선외로 배출시킬 수 있어 배출수의 PH 규제를 만족시킬 수 있고, 버퍼 탱크(67)의 청수 일부를 중화시켜 원활하게 배기가스 재순환 유닛(60)으로 재순환시킬 수 있다.
수 처리 장치(30)는 스크러버(10)에서 배출되는 세척수의 일부와 배기가스 재순환 유닛(60)에서 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리한다.
이러한 수 처리 장치(30)는 스크러버(10)에서 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부를 수 처리용 펌프(P3)에 의해 공급받는다. 또한, 수 처리 장치(30)는 배기가스 재순환 유닛(60)의 청수를 저장하는 버퍼 탱크(67) 중 청수 일부도 함께 상술된 수 처리용 펌프(P3)에 의해 공급받는다.
즉, 수 처리 장치(30)는 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부와 버퍼 탱크(67)의 청수 일부를 청수 공급라인(L6)에 설치된 수 처리용 펌프(P3)를 통해 공급받고, 공급받은 공급수를 수처리하여 수처리된 처리수를 처리수 배출라인(L4)을 거쳐 선외로 배출시키고, 공급수에서 처리수가 분리된 슬러지를 슬러지 탱크(35)로 보낸다.
수 처리 장치(30)는 슬러지 탱크(35)와 인접한 위치로 정해지고, 세척수 저장탱크(25)의 세척수 뿐만 아니라, 버퍼 탱크(67)의 청수도 수 처리가 가능한 위치로 정해짐에 따라 일원화가 용이하다.
배출수 모니터링 장치(40)는 환경규제구역이나 접안시에 선외로 배출되는 배출수의 오염정도를 모니터링한다.
이러한 배출수 모니터링 장치(40)는 스크러버(10)와 세척수 저장탱크(25) 사이의 세척수 배출라인(L2)에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인(L21), 밸러스트 수 배출라인(L5), 그리고 수 처리 장치(30)에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인(L4)을 거쳐 선외로 각각 배출되는 배출수들의 오염정도를 각각 모니터링한다. 이때, 세척수 분기라인(L21), 밸러스트 수 배출라인(L5) 및 처리수 배출라인(L4)에는 배출수들의 오염 정도를 측정하기 위한 센서, 예를 들면 PH 측정기 등이 설치되고, 이러한 센서를 통해 측정된 측정값을 배출수 모니터링 장치(40)에서 모니터링할 수 있다.
도 1에서는 선외로 배출되는 배출구가 인접해 있음에 따라 세척수 분기라인(L21), 밸러스트 수 배출라인(L5) 및 처리수 배출라인(L4)을 통과하는 배출수들의 오염정도를 통합적으로 모니터링하는 배출수 모니터링 장치(40)의 일원화가 용이하다.
상술된 배출수 모니터링 장치(40)는 IAS(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. IAS는 배출수 모니터링 장치(40)를 통해 모니터링된 배출수들의 오염정도를 수신하고, 수신된 배출수들의 오염정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 중화제 공급 장치(20)를 통해 공급되는 중화제의 공급량을 조절할 수 있다. 즉, IAS는 배출수들의 오염정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 기준치 내로 배출수의 오염정도가 맞춰지도록 중화제량을 결정하고, 결정된 중화제량으로 공급되도록 중화제 공급 장치(20)를 제어할 수 있다.
이렇게 함으로써, 선박에 구비된 연소장치에 의해 발생되는 배기가스를 정화시키기 위해 중화제 공급 장치, 수 처리 장치 및 배출수 모니터링 장치를 공동으로 사용할 수 있는 구조를 가짐에 따라 환경규제구역을 운항하거나 접안시에 IMO 규정을 만족시킬 수 있으면서도 선박의 공간효율을 증대시킬 수 있고, CAPEX를 절감시킬 수 있다.
상술된 중화제 공급 장치(20), 수 처리 장치(30) 및 배출수 모니터링 장치(40)는 선박에 구비되어, 환경규제구역을 운항하거나, 접안중이거나, 수 처리를 하여 선외로 배출시켜야 하거나, 기타 각종 상황에 따라 중화제 공급 장치(20), 수 처리 장치(30) 및 배출수 모니터링 장치(40) 모두 또는 선택적으로 동작되도록 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 선박의 배기가스 정화 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 선박의 배기가스 정화 방법은 중화제 공급 장치(20)에 의해, 선박의 연소 장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버(10)에 의해 배출되는 배출수를 저장하는 세척수 저장탱크(25)에 중화제를 공급하고, 밸러스트 수 처리 시스템(BWTS)에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인(L5)에 중화제를 공급하며, 배기가스 재순환 유닛(60)에 의해 처리된 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인에 중화제를 공급하는 중화제 공급 단계를 포함한다. 일원화된 중화제 공급 장치(20)를 통해 중화제를 공급함으로써 중화된 세척수를 스크러버(10)에 재공급할 수 있고, 중화된 밸러스트 수를 선외로 배출시킬 수 있으며, 중화된 청수를 배기가스 재순환 유닛에 재공급할 수 있다. 특히, 중화제 공급 단계는 선박이 환경규제구역을 운항 중이거나 접안 중일때 세척수 저장탱크(25) 내부 또는 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부를 해수공급라인(L1)에 합류시키 위한 합류라인(L3), 밸러스트 수 배출라인(L5) 및 청수 재순환 라인(L7)에 각각 중화제를 공급하되, 밸러스트 수를 선외로 배출시키지 않는 상황에서는 밸러스트 수 배출라인(L5)에는 중화제를 공급하지 않도록 제어 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화 방법은 스크러버(10)에서 배출된 세척수의 일부와 배기가스 재순환 유닛(60)에서 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수처리하는 수 처리단계를 더 포함할 수 있다.
상술된 수 처리단계는 세척수 저장탱크(25)의 세척수 일부와 배기가스 재순환 유닛(60)에서 배출되는 청수를 리시빙하여 저장한 버퍼 탱크의 청수 일부를 수 처리용 펌프(P3)를 통해 공급받고, 공급받은 공급수를 수 처리한 후 수 처리된 처리수를 처리수 배출라인(L4)을 거쳐 선외로 배출시키고, 공급수에서 처리수와 분리된 슬러지를 슬러지 탱크(35)로 보낸다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 정화 방법은 스크러버(10)와 세척수 저장탱크(25) 사이의 세척수 배출라인(L2)에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인(L21), 밸러스트 수 배출라인(L5), 그리고 수 처리 장치(30)에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인(L4)을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는 배출수 모니터링 단계를 더 포함할 수 있다.
상술된 배출수 모니터링 단계에 의해 모니터링되는 배출수들의 오염정보는 IAS에서 수신한다. IAS는 수신된 배출수들의 오염정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 선외로 배출되는 배출수들의 오염정도가 기준치를 벗어나지 않도록 중화제 공급 장치(20)에 의해 공급되는 중화제의 공급량을 조절할 수 있다.
이와 같은 중화제 공급 단계, 수 처리 단계 및 배출수 모니터링 단계를 수행함에 따라 환경규제구역을 운항하거나 접안시에 IMO 규정을 만족시킬 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 스크러버 20 : 중화제 공급 장치
25 : 세척수 저장탱크 27 : 냉각기
30 : 수 처리 장치 35 : 슬러지 탱크
40 : 모니터링 장치 50 : 밸러스트 수 탱크
60 : 배기가스 재순환 유닛 65 : 리시빙 처리 유닛
67 : 버퍼 탱크

Claims (19)

  1. 선박의 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx) 또는 질소산화물(NOx)을 정화시키기 위한 정화 장치; 및
    상기 정화 장치를 동작시키기 위해 설치된 보조장치를 포함하고,
    상기 보조장치는 중화제 공급 장치, 수 처리 장치 및 배출수 모니터링 장치 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 정화 장치는 복수개이고, 상기 보조장치를 공동으로 사용하며,
    상기 중화제 공급 장치는 상기 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 상기 선박에 구비된 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 선박에 구비된 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인과 각각 연결되어 중화제를 공급하는, 배기가스 정화 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수 처리 장치는 상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리하는, 배기가스 정화 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출수 모니터링 장치는 상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인과 각각 연결되고, 상기 세척수 분기라인, 상기 밸러스트수 배출라인 및 상기 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는, 배기가스 정화 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 세척수 배출라인과 상기 세척수 분기라인 사이에는 밸브가 설치되고, 상기 밸브를 조절하여 상기 스크러버에서 배출된 세척수를 선외로 배출시키거나 또는 상기 세척수 저장탱크로 보내는, 배기가스 정화 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 밸브는 상기 선박이 환경규제구역을 운항하거나 접안할 때 상기 스크러버에서 배출된 세척수를 상기 세척수 저장탱크로 보내지도록 조절되는, 배기가스 정화 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척수 저장 탱크에 저장된 세척수 일부와, 상기 배기가스 재순환 유닛과 연결된 리시빙 처리 유닛을 거친 청수를 저장하는 버퍼 탱크의 청수 일부를 상기 수 처리 장치에 공급하기 위한 수 처리용 펌프를 더 포함하는, 배기가스 정화 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수 처리 장치는 상기 수 처리용 펌프를 통해 공급받은 공급수를 수 처리한 후 수 처리된 처리수를 선외로 배출시키고, 상기 공급수에서 처리수와 분리된 슬러지를 슬러지 탱크로 보내는, 배기가스 정화 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크러버에 해수를 공급하는 해수공급라인; 및
    상기 세척수 저장탱크의 세척수 일부를 상기 해수공급라인에 합류시키기 위한 합류라인을 더 포함하는, 배기가스 정화 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 합류라인에는 상기 세척수 저장탱크의 세척수 일부를 냉각시키기 위한 냉각용 펌프 및 냉각기가 설치되는, 배기가스 정화 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 중화제 공급 장치는 상기 세척수 저장탱크 내부에, 또는 상기 세척수 저장탱크와 상기 냉각용 펌프 사이의 접점에 중화제를 공급하는, 배기가스 정화 시스템.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 배출수 모니터링 장치에 의해 모니터링되는 배출수들의 오염정도를 수신하는 IAS를 더 포함하고,
    상기 IAS는 상기 배출수들의 오염 정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 상기 중화제 공급 장치에 의해 공급되는 중화제의 공급량을 조절하는, 배기가스 정화 시스템.
  13. 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인과 각각 연결되어 중화제를 공급하는 중화제 공급 장치;
    상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리하는 수 처리 장치; 및
    상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인과 각각 연결되고, 상기 세척수 분기라인, 상기 밸러스트수 배출라인 및 상기 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는 배출수 모니터링 장치를 구비한, 선박.
  14. 선박에서의 배기가스 정화 방법으로서,
    상기 선박의 연소장치에서 발생되는 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)을 세척하는 스크러버에 의해 배출되는 세척수를 저장하는 세척수 저장탱크, 상기 선박에 구비된 밸러스트 수 처리 시스템에 의해 수 처리된 밸러스트 수를 선외로 배출하기 위한 밸러스트 수 배출라인, 그리고 상기 선박에 구비된 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수를 리시빙하여 리시빙된 청수를 재순환하는 청수 재순환 라인에 중화제를 공급하는 단계를 포함하는, 배기가스 정화 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 스크러버에서 배출되는 세척수의 일부와 상기 배기가스 재순환 유닛에 의해 배출되는 청수의 일부를 각각 공급받아 수 처리하는 단계를 더 포함하는, 배기가스 정화 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 스크러버와 상기 세척수 저장탱크 사이의 세척수 배출라인에서 분기되어 세척수를 선외로 배출하기 위한 세척수 분기라인, 상기 밸러스트 수 배출라인, 그리고 수 처리 장치에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출하기 위한 처리수 배출라인을 거쳐 선외로 배출되는 배출수들의 오염 정도를 모니터링하는 단계를 더 포함하는, 배기가스 정화 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 공급하는 단계는 상기 선박이 환경규제구역을 운항하거나 접안할 때 상기 세척수 저장탱크 내부, 상기 밸러스트 수 배출라인 및 상기 청수 재순환 라인에 중화제를 공급하는, 배기가스 정화 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 수 처리하는 단계는
    상기 세척수 저장 탱크의 세척수 일부와 상기 리시빙된 청수를 저장한 버퍼 탱크의 청수 일부를 수 처리용 펌프를 통해 공급받는 단계;
    상기 공급받은 공급수를 수 처리하는 단계; 및
    상기 수 처리하는 단계에 의해 수 처리된 처리수를 선외로 배출시키고, 상기 공급수에서 처리수와 분리된 슬러지를 슬러지 탱크로 보내는 단계를 포함하는, 배기가스 정화 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계 이후에,
    상기 모니터링되는 배출수들의 오염정도를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 상기 배출수들의 오염정도와 미리 설정된 기준치를 비교하여 중화제 공급 장치에 의해 공급되는 중화제의 공급량을 조절하는 단계를 더 포함하는, 배기가스 정화 방법.
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